一种作物监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种作物监测装置及方法。该装置包括多光谱相机、无人机、地面站和处理器；所述多光谱相机设置在所述无人机上，所述地面站与所述无人机无线连接，通过所述地面站控制所述无人机的飞行状态；通过所述无人机带动所述多光谱相机获取作物影像，通过所述处理器对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，实现了作物的有效监测。

【技术实现步骤摘要】
一种作物监测装置及方法
本专利技术涉及作物监测领域，特别涉及一种作物监测装置及方法。
技术介绍
精准农业是实现农业可持续发展的重要途径。由于中国作物品种多样，农户规模较小，需要在小范围内实现精准农业。传统的人工监测具有作业范围小、实时监测难、耗时耗力等问题，卫星遥感则存在着影像分辨率、重访周期、受云层影响以及成本等方面的不足，无法实现作物的有效监测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种作物监测装置及方法，以实现作物的有效监测。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种作物监测装置，所述装置包括：多光谱相机、无人机、地面站和处理器；所述多光谱相机设置在所述无人机上，并与所述处理器无线连接，所述地面站与所述无人机无线连接；所述地面站用于控制所述无人机的飞行状态；所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率；所述无人机用于根据所述地面站的控制进行飞行，以带动所述多光谱相机获取作物影像，并将所述作物影像输出给所述处理器；所述作物影像包括绿光波段作物影像、红光波段作物影像、红边光波段作物影像和近红外光波段作物影像。所述处理器用于对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。可选的，所述地面站包括航线规划模块、状态设置模块；所述航线规划模块和所述状态设置模块均与所述无人机无线连接；所述航线规划模块用于规划无人机飞行的航线；所述参数设置模块用于设置无人机飞行的高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率。可选的，所述处理器包括：点云加密模块、过滤模块、辐射校准模块、归一化模块和分析模块；所述点云加密模块用于对所述作物影像进行点云加密，获得点云图像；所述过滤模块用于对所述点云图像进行过滤，获得栅格数字表面模型和正射影像图；所述辐射校准模块，用于对所述栅格数字表面模型和所述正射影像图进行辐射校准，获得校准后的四个波段的反射地图；所述归一化模块，用于对所述反射地图进行归一化处理，获得作物的归一化植被指数；所述分析模块，用于对所述归一化植被指数进行解析，获得作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。一种作物监测方法，所述方法包括如下步骤：通过地面站控制无人机的飞行状态，所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率；通过设置在无人机上的多光谱相机获取作物影像，所述作物影像包括绿光波段作物影像、红光波段作物影像、红边光波段作物影像和近红外光波段作物影像；通过处理器对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。可选的，所述通过地面站控制无人机的飞行状态，所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、航向重叠率和旁向重叠率，具体包括：通过地面站控制无人机的飞行路线；控制无人机飞行的高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率。可选的，所述通过处理器对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量，具体包括：对所述作物影像进行点云加密，获得点云图像；对所述点云图像进行过滤，获得栅格数字表面模型和正射影像图；对所述栅格数字表面模型和所述正射影像图进行辐射校准，获得校准后的四个波段的反射地图；对所述反射地图进行归一化处理，获得作物的归一化植被指数；对所述归一化植被指数进行解析，获得作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开了一种作物监测装置及方法，该装置包括多光谱相机、无人机、地面站和处理器；多光谱相机设置在无人机上，地面站与无人机无线连接，通过地面站控制所述无人机的飞行状态；通过无人机带通多光谱相机获取不同位置的作物影像，通过处理器对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量，实现了作物的有效监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种作物监测装置的结构图；图2为本专利技术提供的无人机的飞行状态的示意图；图3为本专利技术提供的一种作物监测方法的流程图。具体实施方式本专利技术的目的是提供一种作物监测装置及方法，以实现作物的有效监测。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术提供了一种作物监测装置，所述装置包括：多光谱相机103、无人机102、地面站101和处理器104；所述多光谱相机103设置在所述无人机102上，并与所述处理器104无线连接，所述地面站101与所述无人机102无线连接，所述地面站101用于控制所述无人机102的飞行状态；所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率；所述地面站101包括航线规划模块、状态设置模块；所述航线规划模块和所述状态设置模块均与所述无人机无线连接；所述航线规划模块用于规划无人机飞行的航线。具体的，所述无人机的飞行状态如图2所示，折线表示无人机飞行的航线，区域A表示航向重叠率，区域B表示旁向重叠率。本专利技术设置的飞行高度100m，地面分辨率为12.4cm，设置航向重叠率为90％，旁向重叠率为80％(多光谱相机四个窄带为120万像素，低像素分辨率只能生成较少的可靠特征点，所以要设置较高的重叠率)。所述多光谱相机103包括一个三原色传感器和四个单色传感器，用于获取绿光波段作物影像、红光波段作物影像、红边光波段作物影像和近红外光波段作物影像。本专利技术采用的是parrotSequoia农业专用多光谱相机，相机有一个1600万像素RGB三原色传感器，四个120万像素窄带和同步化单色传感器(绿光green、红光red、红边光red_edge和近红外光nir)。所述参数设置模块用于设置无人机飞行的高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率。所述无人机102用于根据所述地面站的控制进行飞行，带动所述多光谱相机103获取作物影像，并将所述作物影像输出给所述处理器104；所述作物影像包括绿光波段作物影像、红光波段作物影像、红边光波段作物影像和近红外光波段作物影像。所述处理器104用于对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。所述处理器104包括：点云加密模块、过滤模块、辐射校准模块、归一化模块和分析模块；所述点云加密模块用于对所述作物影像进行点云加密，获得点云图像；所述过滤模块用于对所述点云图像进行过滤，获得栅格数字表面模型和正射影像图；所述辐射校准模块，用于对所述栅格数字表面模型和所述正射影像图进行辐射校准，获得校准后的四个波段的反射地图；所述归一化模块，用于对所述反射地图进行归一化处理，获得作物的归一化植被指数；所述分析模块，用于对所述归一化植被指数进行解析，获得作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。如图3所示，本专利技术还提供了一种作物监测方法，所述方法包括如下步骤：步骤301，通过地面站控制无人机的飞行状态，所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、地面分辨率、航向重叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作物监测装置，其特征在于，所述装置包括：多光谱相机、无人机、地面站和处理器；所述多光谱相机设置在所述无人机上，并与所述处理器无线连接，所述地面站与所述无人机无线连接；所述地面站用于控制所述无人机的飞行状态；所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率；所述无人机用于根据所述地面站的控制进行飞行，以带动所述多光谱相机获取作物影像，并将所述作物影像输出给所述处理器；所述作物影像包括绿光波段作物影像、红光波段作物影像、红边光波段作物影像和近红外光波段作物影像；所述处理器用于对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。

【技术特征摘要】
1.一种作物监测装置，其特征在于，所述装置包括：多光谱相机、无人机、地面站和处理器；所述多光谱相机设置在所述无人机上，并与所述处理器无线连接，所述地面站与所述无人机无线连接；所述地面站用于控制所述无人机的飞行状态；所述飞行状态包括飞行路线、飞行高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率；所述无人机用于根据所述地面站的控制进行飞行，以带动所述多光谱相机获取作物影像，并将所述作物影像输出给所述处理器；所述作物影像包括绿光波段作物影像、红光波段作物影像、红边光波段作物影像和近红外光波段作物影像；所述处理器用于对所述作物影像进行处理，获取作物的生长信息，所述生长信息包括作物长势、病虫害和产量。2.根据权利要求1所述的一种作物监测装置，其特征在于，所述地面站包括航线规划模块、状态设置模块；所述航线规划模块和所述状态设置模块均与所述无人机无线连接；所述航线规划模块用于规划所述无人机飞行的航线；所述参数设置模块用于设置所述无人机飞行的高度、地面分辨率、航向重叠率和旁向重叠率。3.根据权利要求1所述的一种作物监测装置，其特征在于，所述处理器包括：点云加密模块、过滤模块、辐射校准模块、归一化模块和分析模块；所述点云加密模块用于对所述作物影像进行点云加密，获得点云图像；所述过滤模块用于对所述点云图像进行过滤，获得栅格数字表面模型和正射影像图；所述辐射校准模块，用于对所述栅格数字表面模型和所述正射影像图进行辐射校准，获得校准后的四个波段的反射地图；所述归一化模块，用于对所述反射地图进行归一化处理，获得作物的归一化植被指数；所述分析模块，用于对所述归一化植被指数进行解析，获得作物的生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：田婷，张青，张海东，陈妮，
申请(专利权)人：苏州市农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32